KR102196758B1 - Rolling motion damping system of small ship, and small ship having the rolling motion damping system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소형선박의 횡동요 저감시스템, 그 횡동요 저감시스템을 구비하는 소형선박, 및 소형선박의 횡동요 저감방법에 관한 것으로, 회전원판형의 가동질량체를 2개로 구성하여, 2개의 가동질량체가 서로 반대 방향으로 고속 회전을 하여서 원심력을 발생시켜 선박의 롤 효과 개선함으로써 승선감을 대폭 향상할 수 있으며, 소형선박에 저가의 비용으로 장착 가능하여 진동저감 효과를 얻을 수 있으며, 승객의 안락함과 편안함을 확보하며, 멀미 등의 부작용을 줄여서 어업 및 해양 레저 시장의 발전과 상품화를 통한 매출 상승 효과 및 해외시장 진출을 도모할 수 있다.The present invention relates to a system for reducing lateral shake of a small ship, a small ship having the lateral sway reduction system, and a method for reducing lateral sway of a small ship, comprising two rotating disk-shaped movable masses, and two movable masses. By rotating at high speed in opposite directions to generate centrifugal force to improve the roll effect of the ship, the feeling of boarding can be greatly improved, and it can be installed on a small ship at low cost to obtain vibration reduction effect, and passenger comfort and comfort. By securing and reducing side effects such as motion sickness, it is possible to increase sales through the development and commercialization of the fishery and marine leisure markets and promote overseas market entry.
Description
본 발명은 가동질량체의 위치변화를 이용하여 선박의 횡동요를 저감시키는 소형선박의 횡동요 저감시스템, 및 그 횡동요 저감시스템을 구비하는 소형선박에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 회전원판형의 가동질량체를 2개로 구성하여, 2개의 가동질량체가 서로 반대 방향으로 고속 회전하여 원심력을 발생시켜서 선박의 롤 효과를 개선함으로써, 승선감을 대폭 향상할 수 있으며, 소형선박에 저가(低價)의 비용으로 장착 가능하여 진동저감 효과를 얻을 수 있으며, 승객의 안락함과 편안함을 확보하며, 멀미 등의 부작용을 줄여서 어업 및 해양 레저 시장의 발전과 상품화를 통한 매출 상승효과 및 해외시장 진출을 도모할 수 있는 소형선박의 횡동요 저감시스템, 및 그 횡동요 저감시스템을 구비하는 소형선박에 관한 것이다.The present invention relates to a system for reducing lateral movement of a small ship by using a position change of a movable mass, and a system for reducing lateral movement of a small vessel, and to a small vessel having the system for reducing lateral movement, and more specifically, a rotating disk type operation. Consisting of two masses, the two movable masses rotate in opposite directions at high speed to generate centrifugal force to improve the roll effect of the ship, greatly improving the feeling of embarkation, and at low cost for small ships. It can be installed to obtain vibration reduction effect, secure passenger comfort and comfort, and reduce side effects such as motion sickness, thereby improving sales through the development and commercialization of the fishing and marine leisure markets, and a small size that can promote overseas market entry. The present invention relates to a ship's sideways shaking reduction system, and a small ship having the sideways shaking reduction system.
국민의 생활수준이 향상되고 소득이 증대되면서 각종 해양레저에 대한 관심 또한, 크게 높아지고 있다. 특히, 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라는 해양레저 활동 및 어업 활동을 하기에 최적의 조건을 갖추고 있을 뿐만아니라, 고부가가치 산업으로 새로운 지역 특화를 꾀할 수 있다는 장점이 있다.As the standard of living of the people improves and income increases, interest in various marine leisure is also greatly increasing. In particular, Korea, which is surrounded by the sea on three sides, not only has the best conditions for marine leisure activities and fishing activities, but also has the advantage of being able to pursue new regional specialization as a high value-added industry.
선박은 목적별로 해양구조물, 물류 운송선, 어로작업 선, 케이블 작업선 및 항해 및 어로 작업을 위한 실습선 등 다양한 운항 형태를 가지고 있는데, 이러한 선박들은 육상의 구조물과 달리 부력에 의해 지지되어 수면 위에서 운항한다.Ships have various types of operation, such as offshore structures, logistics transport ships, fishing ships, cable work ships, and training ships for voyage and fishing work. Unlike structures on land, these ships are supported by buoyancy and operate on the water surface. .
선박의 선체 운동과 뱃멀미에 대해 연구는 선박의 운항 안전성 측면의 연구와 더불어 쾌적한 운항환경 확보를 위한 중요한 연구분야로 자리 잡고 있다. Research on the movement of the ship's hull and seasickness has been established as an important research field for securing a comfortable operating environment as well as a study on the operational safety aspects of the ship.
일반적으로 내항 성능은 선체 운동에 기인한 해수 침입, 슬래밍, 프로펠러 레이싱, 횡요, 좌우 가속도 및 수직 가속도 등 내항성능 평가요소로 평가되어 왔으나, 최근에는 여객선의 경우, 승객의 안락함과 쾌적한 승선감을 평가하기 위해 승객들의 멀미 발생비율 또는 MSI(Motion Sickness Incidence)의 다양한 기준들을 활용하고 있다.In general, the internal port performance has been evaluated as a seawater intrusion due to the hull motion, slamming, propeller racing, rolling, left and right acceleration, and vertical acceleration, etc., but in recent years, passengers' comfort and comfort have been evaluated. In order to do so, it uses various criteria of the rate of motion sickness among passengers or MSI (Motion Sickness Incidence).
상선(商船)은 경제의 고도성장에 병행하여 대형화되고, 안정성, 경제성을 높이려는 추세에 있다. 그러나 어선 등의 중·소형선은 안전성 및 승선감의 개선에 한 연구가 상선에 비하여 연구가 활발하지 못한 것이 현재의 상황이다.Merchant ships tend to grow in size in parallel with the rapid economic growth, and to increase stability and economic feasibility. However, the current situation is that small and medium-sized ships such as fishing vessels are not actively researching the improvement of safety and comfort compared to commercial ships.
승선감은 인간이 주관적 감각적 민감성으로부터 느낄 수 있는 다양한 요소, 즉 진동, 소음, 습도, 온도, 조도, 통풍, 시야 등의 복합적으로 결합되어 나타난다. 이들 중에 특히 진동은, 구조물이나 외력에 의해 발생한 진동이 인체에 전달되어 안정감 저하, 활동 방해, 건강악화, 과민반응과 멀미 등을 유발한다. 멀미 발생과 관련된 변수로는 진동의 축, 진동의 주파수, 진폭과 노출시간 등이 있다.The feeling of riding is a combination of various factors that humans can feel from subjective and sensory sensitivity, namely, vibration, noise, humidity, temperature, illumination, ventilation, and visibility. Among these, vibrations generated by structures or external forces are transmitted to the human body, causing a decrease in stability, disturbance of activities, deterioration of health, irritability and motion sickness. Variables related to motion sickness include axis of vibration, frequency of vibration, amplitude and exposure time.
해상에서 운항하는 선박은 강과 호수와는 다르게 수면변화가 매우 크므로, 기상 상황에 따라서 과도한 6자 유도 운동이 발생하는데, 선박의 상하, 좌우, 전후 방향 운동과 롤, 피치, 요의 회전운동으로 나눌 수 있다.Unlike rivers and lakes, ships operating at sea have very large changes in the water surface, so excessive six-way induction movement occurs depending on the weather conditions, due to the vertical, left and right, forward and backward movements of the ship and rotational movements of roll, pitch, and yaw. I can share.
해상에서의 선박은 파도에 의해서 필연적으로 횡동요를 일으키게 된다. 이러한 횡동요는 승객이나 승무원에게 불쾌감과 피로 누적의 부담을 주게 됨은 물론, 적재된 화물의 전복 등 위험상황을 초래한다. 특히, 기상 상태의 악화에 의한 파도의 요동이 커지면 이에 대응하는 횡동요에 의해 선박의 전복이나 정박한 선박들 간의 충돌에 의한 선체의 파손 등, 대형 사고가 발생할 수 있다.Ships at sea inevitably cause sideways shaking by waves. Such swaying causes a burden of accumulation of discomfort and fatigue to passengers or crew, as well as dangerous situations such as overturning of loaded cargo. In particular, when the wave fluctuations due to deteriorating weather conditions increase, large-scale accidents may occur, such as overturning of the ship or damage to the hull due to collisions between moored ships due to the corresponding lateral fluctuation.
따라서, 각종 선박에는 해당 선박의 특성에 따른 다양한 방식의 횡동요 저감장치가 설치되는데, 대표적인 횡동요 저감장치로는 선체 밑의 만곡부에 용골형 돌출재로 형성되는 빌즈킬(Bilge Keel)을 비롯하여 핀의 각도를 조정하여 선체의 횡동요 운동에 대한 반대의 힘을 발생시키는 핀 안정기(fin stabilizer)와, 선체의 내부에 U형 수조를 형성하여 횡동요를 억제하는 ART(Anti-Rolling Tank) 등을 꼽을 수 있다. Therefore, various ships are equipped with various types of lateral shake reduction devices according to the characteristics of the vessel. Typical lateral sway reduction devices include a bilge keel formed of a keel-shaped protrusion in the bend under the hull. A fin stabilizer that generates an opposite force against the hull's lateral sway by adjusting the angle of the hull, and an ART (Anti-Rolling Tank) that suppresses lateral sway by forming a U-shaped tank inside the hull. Can be counted.
그런데, 이러한 빌즈킬이나 핀 안정기 및 ART 장치들은 해당 선박의 설계 단계에서부터 고려되어 선박을 건조 완료할 때까지 그 정밀성을 유지하면서 선체에 일체로 설치되기 때문에, 그 제작 및 설치가 매우 까다롭고, 설치 후에도 유지 보수 및 관리가 매우 어려우며, 과도한 동력을 사용해야 하는 문제점이 있었다. However, these billskills, pin ballasts, and ART devices are considered from the design stage of the ship and are installed integrally with the hull while maintaining their precision until the ship is completed, making it very difficult to manufacture and install. Even afterwards, maintenance and management are very difficult, and there is a problem in that excessive power must be used.
또한, 그 구조적인 특성상 설치비용이 고가로 형성되어 선박 제작비용의 부담이 가중되는 문제점이 있었다. 특히, ART의 경우에는 선체의 공간을 불필요하게 많이 차지하면서, 그 설치 및 유지 관리의 어려움이 크며, 제작비 또한 상당히 고가라는 단점이 있다. In addition, due to its structural characteristics, the installation cost is high, which increases the burden of the ship manufacturing cost. In particular, in the case of ART, there is a disadvantage that it takes up a lot of space in the hull unnecessarily, the difficulty of installation and maintenance is great, and the production cost is also quite high.
또한, 종래의 횡동요 저감장치들은 그 구조 및 규격이 설계단계에서부터 해당 선박의 규모에 한정되기 때문에, 설계변경에 따른 선박의 규모가 가변되면 이에 대응할 수 없다는 치명적인 문제점이 있었다.In addition, the conventional lateral shaking reduction devices have a fatal problem that they cannot cope with the change in the size of the ship according to the design change because the structure and standard are limited to the size of the ship from the design stage.
또한, 통계청 등록선박 통계에 따르면 5톤 미만의 선박이 제일 많고 그 다음은 5톤에서 20톤 미만의 선박이 많은 것으로 조사되었다. 전국에 어선은 10톤 미만의 선박의 비율이 93%로 압도적으로 많은 비율로 구성되어 있다.In addition, according to statistics of registered ships of the National Statistical Office, ships with less than 5 tons were the most, followed by ships with 5 tons less than 20 tons. The proportion of fishing vessels less than 10 tons nationwide is 93%, which is an overwhelmingly large proportion.
기존의 상용화된 선박 진동 저감장치는 10톤 이상의 선박부터 140톤까지의 선박까지를 판매하고 있으며, 10톤 이상의 선박 중심으로 포커싱되어 있다. 가격 또한 Seakeeper 기준 10톤에 약 3500만원으로 가격이 비싼 편이다. Existing commercial vessel vibration reduction devices sell from 10 ton or more ships to 140 ton or more ships, and focus on ships of 10 or more tons. The price is also high at around 35 million won per 10 tons based on Seakeeper.
기존의 상용화된 선박 진동 저감장치는 크기가 커서 소형선박의 공간을 차지하므로 승객의 동선을 방해하여 승객의 안전에 문제가 발생할 수 있는바, 승객의 동선 방해를 줄이고 선박 내 공간 활용성을 개선한 소형선박용 진동 저감장치의 개발이 절실히 필요하다.Existing commercial ship vibration reduction devices are large in size and occupy the space of small ships, so they may interfere with passengers' traffic and cause problems for passengers' safety.This reduces traffic disturbances and improves space utilization within the ship. There is an urgent need to develop a vibration reduction device for small ships.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 소형선박에 적용되는 진동 저감장치를 개발하는 것으로, 소형선박에 저가의 비용으로 장착 가능하여 진동저감 효과를 얻을 수 있으며, 승객의 안락함과 편안함을 확보하며, 멀미 등의 부작용을 줄여서 어업 및 해양 레저 시장의 발전과 상품화를 통한 매출 상승효과 및 해외시장 진출을 도모할 수 있는 소형선박의 횡동요 저감시스템, 및 그 횡동요 저감시스템을 구비하는 소형선박을 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above-described problem, the present invention is to develop a vibration reduction device applied to a small ship, and it can be installed on a small ship at a low cost to obtain a vibration reduction effect, and secure passenger comfort and comfort. In order to reduce side effects such as motion sickness, etc., to develop and commercialize the fishery and marine leisure markets, increase sales and advance into overseas markets. It has its purpose in providing.
또한, 본 발명은 기존의 진동 저감장치보다 크기가 상대적으로 작고 가격 경쟁력을 높이며, 선박 내부의 승객의 동선 및 공간 활용이 매우 우수한 소형선박의 횡동요 저감시스템, 및 그 횡동요 저감시스템을 구비하는 소형선박을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, the present invention is relatively small in size than the conventional vibration reduction device, increases price competitiveness, and is equipped with a system for reducing the lateral movement of a small ship, and the system for reducing the lateral movement, which is very excellent in the use of space and movement of passengers inside the ship. Its purpose is to provide small ships.
또한, 본 발명은 회전원판형의 가동질량체를 2개로 구성하여, 2개의 가동질량체가 서로 반대 방향으로 고속 회전을 하여서 원심력을 발생시켜 선박의 롤 효과를 개선함으로써 승선감을 대폭 향상할 수 있는 소형선박의 횡동요 저감시스템, 및 그 횡동요 저감시스템을 구비하는 소형선박을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, the present invention consists of two rotating disk-shaped movable masses, and the two movable masses rotate at high speed in opposite directions to generate centrifugal force to improve the ship's roll effect, thereby greatly improving the feeling of boarding a small ship. It is an object of the present invention to provide a system for reducing lateral movement of the vehicle, and a small ship having the system for reducing lateral movement.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 소형선박의 횡동요 저감시스템은 선박에 설치되어 선박의 횡동요를 저감하기 위한 회전원판형의 가동질량체를 구비하는 횡동요 저감장치; 상기 가동질량체의 위치를 감지하는 위치 감지센서; 상기 선체의 횡동요를 감지하는 횡동요 감지센서; 및 상기 위치 감지센서와 상기 횡동요 감지센서에서 감지된 위치신호 및 횡동요신호에 기초하여, 상기 횡동요 저감장치의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the system for reducing lateral movement of a small ship of the present invention comprises: a lateral sway reduction device installed on a ship and having a rotating disk-shaped movable mass for reducing the lateral movement of the ship; A position detection sensor for detecting the position of the movable mass; A horizontal swing detection sensor that detects the horizontal swing of the hull; And a control unit for controlling the driving of the lateral sway reduction device based on the position signal and the lateral sway signal detected by the position detection sensor and the lateral sway detection sensor.
상기 횡동요 저감장치는, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 상면에 상기 선체의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 설치되는 한 쌍의 샤프트 서포트 브래킷; 상기 서포트 브래킷에 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트에 설치되는 마운팅 브래킷; 상기 마운팅 브래킷에 회전 가능하게 설치되며, 원심력 발생을 위하여 회전하고, 상기 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 가동질량체; 상기 가동질량체를 회전시키기 위하여 상기 마운팅 브래킷에 설치되는 가동질량체 회전모터; 및 상기 가동질량체를 상기 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동하기 위한 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛;을 포함한다.The lateral shake reduction device includes a base plate; A pair of shaft support brackets installed on the upper surface of the base plate at regular intervals along the longitudinal direction of the hull; A shaft rotatably installed on the support bracket; A mounting bracket installed on the shaft; A movable mass that is rotatably installed on the mounting bracket, rotates to generate a centrifugal force, and is installed to be reciprocally moved in both transverse directions of the hull; A movable mass rotation motor installed on the mounting bracket to rotate the movable mass; And a movable mass transverse reciprocating movement unit for reciprocating the movable mass in both transverse directions of the hull.
상기 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛은 상기 샤프트에 결합되는 피니언기어; 상기 피니언기어에 치합되어 동력을 전달하기 위한 워엄기어; 상기 워엄기어의 하부에 형성되고 상기 베이스 플레이트에 회전 가능하게 설치되는 풀리; 상기 워엄기어를 회전시키기 위한 동력을 발생하는 구동모터; 및 상기 구동모터의 동력을 상기 워엄기어에 전달하기 위하여 상기 구동모터와 상기 풀리를 연결하는 벨트;를 포함한다.The movable mass transverse reciprocating movement unit includes a pinion gear coupled to the shaft; A worm gear meshed with the pinion gear to transmit power; A pulley formed under the worm gear and rotatably installed on the base plate; A drive motor that generates power for rotating the worm gear; And a belt connecting the drive motor and the pulley to transmit the power of the drive motor to the worm gear.
상기 구동모터는 마운팅 브래킷에 의해서 지지되며, 상기 마운팅 브래킷에는 위치조절용 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯에 볼트가 체결된다.The driving motor is supported by a mounting bracket, a slot for positioning is formed in the mounting bracket, and a bolt is fastened to the slot.
한편, 본 발명은 선체 횡동요 저감을 위한 선박의 횡동요 저감방법에 있어서, 횡동요 감지센서가 선체의 횡동요를 감지하는 제1단계; 위치 감지센서가 횡동요 저감장치의 가동질량체 위치를 감지하는 제2단계; 및 제어부가 상기 위치 감지센서와 상기 횡동요 감지센서에서 감지된 위치신호 및 횡동요신호에 기초하여, 상기 횡동요 저감장치의 구동을 제어하는 제3단계;를 포함하되,On the other hand, the present invention is a method for reducing the lateral sway of a ship for reducing the lateral sway of the hull, comprising: a first step of the lateral sway detection sensor detecting the lateral sway of the hull; A second step of detecting, by the position detection sensor, the position of the movable mass of the lateral shake reduction device; And a third step of controlling, by a control unit, the driving of the lateral sway reduction device based on the position signal and the lateral sway signal sensed by the position detection sensor and the lateral sway detection sensor.
상기 제3단계에서는, 가동질량체 회전모터가 구동하여 회전원판형의 상기 가동질량체를 회전시켜서 원심력을 발생하는 단계; 구동모터가 구동하여 워엄기어를 회전시키는 단계; 상기 워엄기어에 치합된 피니언기어를 회전시키는 단계; 상기 피니언기어가 샤프트를 회전시키는 단계; 및 상기 샤프트의 회전에 의해서 상기 가동질량체를 선체 폭방향으로 회동시키는 단계;를 포함한다.In the third step, generating a centrifugal force by driving the movable mass rotary motor to rotate the movable mass in the form of a rotating disk; Driving the drive motor to rotate the worm gear; Rotating a pinion gear engaged with the worm gear; Rotating the shaft by the pinion gear; And rotating the movable mass in the width direction of the hull by rotation of the shaft.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기존의 진동 저감장치보다 크기가 상대적으로 작고 가격 경쟁력이 높으며, 선박 내부의 승객의 동선 및 공간 활용이 매우 뛰어나다.As described above, the present invention is relatively smaller in size than the conventional vibration reduction device and has high price competitiveness, and is very excellent in utilization of the movement and space of passengers inside the ship.
또한, 본 발명은 회전원판형의 가동질량체를 2개로 구성하여, 2개의 가동질량체가 서로 반대 방향으로 고속 회전하여 원심력을 발생시켜서 선박의 롤 효과를 개선함으로써, 승선감을 대폭 향상할 수 있으며, 승객이나 승무원에게 불쾌감과 피로 누적의 부담을 주고 적재된 화물의 전복 등 위험상황을 초래하는 종전의 문제점을 해소할 수 있다. 특히, 기상상태의 악화에 의한 파도의 요동이 커지면 이에 대응하는 횡동요에 의해 선박의 전복이나 정박된 선박들 간의 충돌에 의한 선체의 파손 등, 대형 사고 등을 사전에 방지할 수 있다.In addition, the present invention is composed of two rotating disk-shaped movable masses, and the two movable masses rotate in opposite directions at high speed to generate centrifugal force to improve the roll effect of the ship, thereby greatly improving the feeling of boarding. In addition, it is possible to solve the previous problems that cause unpleasant feelings and accumulated fatigue to the crew and cause dangerous situations such as overturning of loaded cargo. In particular, when the wave fluctuations due to deteriorating weather conditions increase, large accidents, such as overturning of the ship or damage to the hull caused by collisions between moored ships, can be prevented in advance by the corresponding lateral fluctuation.
도 1은 본 발명의 소형선박에서, 횡동요 저감장치의 위치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소형선박의 횡동요 저감시스템을 도시한 구성도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 횡동요 저감장치의 위치를 도시한 사시도
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 횡동요 저감장치의 가동질량체를 선체 횡방향으로 이동하는 도면
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소형선박의 횡동요 저감시스템을 도시한 측면 구성도
도 7은 본 발명의 선박의 횡동요 저감방법을 설명하는 흐름도1 is a perspective view showing the position of the device for reducing sideways in a small ship of the present invention
2 is a block diagram showing a system for reducing sideways shaking of a small ship according to a first embodiment of the present invention
3 is a perspective view showing the location of the lateral shake reduction device according to the first embodiment of the present invention
4 and 5 are views for moving the movable mass of the lateral shake reduction device according to the first embodiment of the present invention in the transverse direction of the hull
6 is a side configuration diagram showing a system for reducing sideways shaking of a small ship according to a second embodiment of the present invention
7 is a flow chart illustrating a method for reducing sideways shaking of a ship of the present invention
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 소형선박의 횡동요 저감시스템 및 그 횡동요 저감시스템을 구비하는 소형선박에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to a small ship having a lateral shake reduction system and the lateral shake reduction system of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소형선박의 횡동요 저감시스템을 도시한 구성이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 횡동요 저감장치의 위치를 도시한 사시도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 횡동요 저감장치의 가동질량체를 선체 횡방향으로 이동하는 도면이다.FIG. 2 is a configuration showing a system for reducing lateral shaking of a small ship according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing the location of the apparatus for reducing lateral movement according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 and 5 are views for moving the movable mass of the lateral shake reduction device according to the first embodiment of the present invention in the transverse direction of the hull.
위 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 소형선박의 횡동요 저감시스템은, 선박에 설치되어 선체의 횡동요를 저감하기 위한 회전원판형의 가동질량체(150)를 구비하는 횡동요 저감장치(100); 가동질량체(150)의 위치를 감지하는 위치 감지센서(200); 선체의 횡동요를 감지하는 횡동요 감지센서(300); 및 위치 감지센서(200)와 횡동요 감지센서(300)에서 감지된 위치신호 및 횡동요신호에 기초하여, 횡동요 저감장치(100)의 구동을 제어하는 제어부(400)를 포함한다.Referring to the above drawing, the lateral sway reduction system of a small ship according to the present invention is installed on the ship and provided with a rotating disk-shaped
상기 횡동요 저감장치(100)는, 베이스 플레이트(110); 베이스 플레이트(110)의 상면에 선체의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 설치되는 한 쌍의 샤프트 서포트 브래킷(120); 서포트 브래킷(120)에 회전 가능하게 설치되는 샤프트(130); 샤프트(130)에 설치되는 마운팅 브래킷(140); 마운팅 브래킷(140)에 회전 가능하게 설치되며, 원심력 발생을 위하여 회전하고, 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 가동질량체(150); 가동질량체(150)를 회전시키기 위하여 마운팅 브래킷(140)에 설치되는 가동질량체 회전모터(160); 및 가동질량체(150)를 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동하기 위한 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170)을 포함한다.The lateral
본 발명의 구성을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 횡동요 저감장치(100)는 판상체로 구성되는 베이스 플레이트(110)와, 그 베이스 플레이트(110)를 커버링하는 하우징(미도시)을 구비한다. 여기서 하우징을 커버를 의미하며 통상의 구성이므로 이에 대하여 도면에는 생략한다. 베이스 플레이트(110)에는 널링부(nuring)가 형성되어, 샤프트 서포트 브래킷(120) 및 후술하는 마운팅 브래킷(176)이 임의로 유동하거나 흔들리지 않도록 하고 견고하게 고정하도록 한다. Looking at the configuration of the present invention in more detail, the lateral
이와 같이 패키지화된 횡동요 저감장치(100)는 선박의 공간을 불필요하게 많이 차지하지 않아서 선박 내 공간 활용성을 높일 수 있으며, 그 설치 및 유지 관리가 용이하며, 승객의 동선을 방해하지 않고, 승객의 안전을 도모할 수 있으며, 승객의 동선을 방해하지 않도록 설치되어야 한다. 이를 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이 횡동요 저감장치(100)는 선체에서 조타석 근처에 설치될 수 있다.The packaged lateral
본 발명은 2개의 회전원판형의 가동질량체(150)를 구비하며, 그 2개의 가동질량체(150)는 서로 반대방향으로 회전할 수 있도록 구성된다. 그리고 한 쌍의 샤프트 서포트 브래킷(120)도 각각 2곳에 배치된다.The present invention includes two rotating disk-shaped
한 쌍의 샤프트 서포트 브래킷(120)은 베이스 플레이트(110)의 상면에 설치되어 샤프트(130)를 지지한다. 샤프트(130)는 선체의 길이방향을 따라 길게 설치되며, 서포트 브래킷(120)에 회전 가능하게 설치된다. 서포트 브래킷(120)의 축 베어링(121)은 샤프트(130)의 회전을 지지하는 역할을 한다.A pair of
샤프트(130)에는 가동질량체 회전모터(160)의 설치를 위한 마운팅 브래킷(140)이 설치되는 데, 샤프트(130) 회전시 샤프트(130)와 함께 동일한 각도로 회전하도록 구성된다.The
가동질량체(150)는 가동질량체 회전모터(160)의 회전축에 회전 가능하게 설치되며, 원심력 발생을 위하여 회전하고, 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 전술한 바와 같이, 가동질량체(150)는 2개로 구성되며, 그 2개의 가동질량체(150)는 서로 반대방향으로 회전할 수 있도록 구성된다. 가동질량체(150)는 하부 가동질량체(152)와 상부 가동질량체(151)를 구비하되, 그 하부 가동질량체(152)의 상부 중심에는 상부 가동질량체(151)가 결합된 구조로 구성될 수 있다.The
또한, 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170)은 가동질량체(150)를 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동하기 위한 역할을 하는 것으로, 이하 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170) 구성에 대하여 상세하게 설명한다. In addition, the movable mass
상기 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170)은, 샤프트(130)에 결합되는 피니언기어(171); 피니언기어(171)에 치합되어 동력을 전달하기 위한 워엄기어(172); 워엄기어(172)의 하부에 형성되고 베이스 플레이트(110)에 회전 가능하게 설치되는 피동풀리(173); 워엄기어(172)를 회전시키기 위한 동력을 발생하는 구동모터(174); 및 구동모터(174)의 동력을 워엄기어(172)에 전달하기 위하여 구동모터(174)와 피동풀리(173)를 연결하는 벨트(175)를 포함한다.The movable mass transverse
피니언기어(171)에는 밸런스 웨이트(171a)가 설치되어 회전속도를 균일하게 하는 것이 바람직히다.It is preferable that a
상기 구동모터(174)는 마운팅 브래킷(176)에 의해서 지지되며, 마운팅 브래킷(176)에는 위치조절용 슬롯(S)이 형성되고, 슬롯(S)에 볼트(B)가 체결될 수 있다.The driving
벨트(175)는 텐션롤러(T)에 접촉 및 가이드 되어 항상 일정한 텐션을 유지하도록 구성된다.The
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 횡동요 저감장치를 도시한 사시도이다.Meanwhile, FIG. 6 is a perspective view showing an apparatus for reducing lateral shake according to another embodiment of the present invention.
동 도면에서는 본 발명의 제1 실시 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 도 3을 참조하기로 한다.In the drawing, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the first embodiment of the present invention, and reference is made to FIG. 3.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 횡동요 저감장치(200)는, 베이스 플레이트(110); 베이스 플레이트(110)의 상면에 선체의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 설치되는 한 쌍의 샤프트 서포트 브래킷(120); 서포트 브래킷(120)에 회전 가능하게 설치되며 선체 길이방향으로 이동 가능한 이동 샤프트(230); 샤프트(230)에 설치되는 마운팅 브래킷(140); 마운팅 브래킷(140)에 회전 가능하게 설치되며, 원심력 발생을 위하여 회전하고, 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 가동질량체(150); 가동질량체(150)를 회전시키기 위하여 마운팅 브래킷(140)에 설치되는 가동질량체 회전모터(160); 가동질량체(150)를 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동하기 위한 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170); 이동 샤프트(230)를 선체 길이방향으로 이동하기 위한 액츄에이터(280); 및 이동 샤프트(230)와 액츄에이터(280)를 연결하는 연질의 커플링(290)을 포함한다.Referring to Figure 6, the lateral
본 발명의 제1실시 예의 구성과 다른 점은, 이동 샤프트(230)가 선체 길이방향으로 이동 가능하게 설치되며, 커플링(290)은 이동 샤프트(230)와 액츄에이터(280)를 연결하며, 이동 샤프트(230)가 선체 길이방향으로 이동 가능하도록 한다. 액츄에이터(280)는 구동하여서 이동 샤프트(130)를 선체 길이방향으로 이동 가능하게 한다.The difference from the configuration of the first embodiment of the present invention is that the moving
가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170)은 샤프트(130)에 결합되는 피니언기어(171)와, 피니언기어(171)에 치합되어 동력을 전달하기 위한 워엄기어(172)를 포함한다.The movable mass transverse
연질의 커플링(290)은 플렉시블한 연질고무와 같은 재질로서 이동 샤프트(230)와 액츄에이터(280)를 연결함과 동시에 이동 샤프트(230)의 회전시에 비틀림 가능하도록 구성된다.The
한편, 도 7은 본 발명의 선박의 횡동요 저감방법을 설명하는 흐름도이다.On the other hand, Figure 7 is a flow chart for explaining a method for reducing the sideways shaking of a ship of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명은 선체 횡동요 저감을 위한 선박의 횡동요 저감방법에 있어서, 횡동요 감지센서(300)가 선체의 횡동요를 감지하는 제1단계(S110); 위치 감지센서(200)가 횡동요 저감장치(100)의 가동질량체(150) 위치를 감지하는 제2단계(S120); 및 제어부(400)가 위치 감지센서(200)와 횡동요 감지센서(300)에서 감지된 위치신호 및 횡동요 신호에 기초하여, 횡동요 저감장치(100)의 구동을 제어하는 제3단계(S130)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the present invention provides a method for reducing lateral sway of a ship for reducing lateral sway of the hull, comprising: a first step (S110) in which the lateral
상기 제3단계(S130)에서는, 가동질량체 회전모터(160)가 구동하여 회전원판형의 가동질량체(150)를 회전시켜서 원심력을 발생하는 단계; 구동모터(174)가 구동하여 워엄기어(172)를 회전시키는 단계; 워엄기어(172)에 치합된 피니언기어(171)를 회전시키는 단계; 피니언기어(171)가 샤프트(130)를 회전시키는 단계; 및 샤프트(130)의 회전에 의해서 상기 가동질량체(150)를 선체 폭 방향으로 회동시키는 단계를 포함한다.In the third step (S130), generating a centrifugal force by driving the movable mass
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기존의 진동 저감장치보다 크기가 상대적으로 작고 가격 경쟁력이 높으며, 선박 내부의 승객의 동선 및 공간 활용이 매우 뛰어나다.As described above, the present invention is relatively smaller in size than the conventional vibration reduction device and has high price competitiveness, and is very excellent in utilization of the movement and space of passengers inside the ship.
또한, 본 발명은 회전원판형의 가동질량체를 2개로 구성하여, 2개의 가동질량체가 서로 반대 방향으로 고속 회전하여 원심력을 발생시켜서 선박의 롤 효과를 개선함으로써, 승선감을 대폭 향상할 수 있으며, 승객이나 승무원에게 불쾌감과 피로 누적의 부담을 주고 적재된 화물의 전복 등 위험상황을 초래하는 종전의 문제점을 해소할 수 있다. 특히, 기상상태의 악화에 의한 파도의 요동이 커지면 이에 대응하는 횡동요에 의해 선박의 전복이나 정박된 선박들 간의 충돌에 의한 선체의 파손 등, 대형 사고 등을 사전에 방지할 수 있다.In addition, the present invention is composed of two rotating disk-shaped movable masses, and the two movable masses rotate in opposite directions at high speed to generate centrifugal force to improve the roll effect of the ship, thereby greatly improving the feeling of boarding. In addition, it is possible to solve the previous problems that cause unpleasant feelings and accumulated fatigue to the crew and cause dangerous situations such as overturning of loaded cargo. In particular, when the wave fluctuations due to deteriorating weather conditions increase, large accidents, such as overturning of the ship or damage to the hull caused by collisions between moored ships, can be prevented in advance by the corresponding lateral fluctuation.
이상에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the specification and claims described above should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventor is appropriate as a concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention on the basis of the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.
100: 횡동요 저감장치
110: 베이스 플레이트
111: 널링부(nuring)
120: 한 쌍의 샤프트 서포트 브래킷
121: 축 베어링
130: 샤프트
140: 마운팅 브래킷
150: 회전원판의 가동질량체
151: 상부 가동질량체
152: 하부 가동질량체
160: 가동질량체 회전모터
170: 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛
171: 피니언기어
172: 워엄기어
173: 피동풀리
174: 구동모터
175: 벨트
176: 마운팅 브래킷
200: 위치 감지센서
230: 이동 샤프트
280: 액츄에이터
290: 커플링
300: 횡동요 감지센서
400: 제어부
T: 텐션롤러100: side sway reduction device
110: base plate
111: knurling
120: a pair of shaft support brackets
121: axial bearing
130: shaft
140: mounting bracket
150: movable mass of rotating disk
151: upper movable mass
152: lower movable mass
160: movable mass rotary motor
170: movable mass transverse reciprocating moving unit
171: pinion gear
172: worm gear
173: driven pulley
174: drive motor
175: belt
176: mounting bracket
200: position detection sensor
230: moving shaft
280: actuator
290: coupling
300: lateral movement detection sensor
400: control unit
T: tension roller
Claims (7)
상기 횡동요 저감장치(100)는,
베이스 플레이트(110); 상기 베이스 플레이트(110)의 상면에 상기 선체의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 설치되는 한쌍의 샤프트 서포트 브래킷(120); 상기 서포트 브래킷(120)에 회전 가능하게 설치되는 샤프트(130); 상기 샤프트(130)에 설치되는 마운팅 브래킷(140); 상기 마운팅 브래킷(140)에 회전 가능하게 설치되며, 원심력 발생을 위하여 회전하고, 상기 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 가동질량체(150); 상기 가동질량체(150)를 회전시키기 위하여 상기 마운팅 브래킷(140)에 설치되는 가동질량체 회전모터(160); 및 상기 가동질량체(150)를 상기 선체의 횡방향 양쪽으로 왕복 이동하기 위한 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170);을 포함하며,
상기 가동질량체 횡방향 왕복 이동유닛(170)은,
상기 샤프트(130)에 결합되는 피니언기어(171); 상기 피니언기어(171)에 치합되어 동력을 전달하기 위한 워엄기어(172); 상기 워엄기어의 하부에 형성되고 상기 베이스 플레이트에 회전 가능하게 설치되는 피동풀리(173); 상기 워엄기어(172)를 회전시키기 위한 동력을 발생하는 구동모터(174); 및 상기 구동모터(174)의 동력을 상기 워엄기어(172)에 전달하기 위하여 상기 구동모터(174)와 상기 피동풀리(173)를 연결하는 벨트(175);를 포함하며,
상기 구동모터(174)는 마운팅 브래킷(176)에 의해서 지지되며, 상기 마운팅 브래킷(176)에는 위치조절용 슬롯(S)이 형성되고, 상기 슬롯(S)에 볼트(B)가 체결되며,
상기 베이스 플레이트(110)는 판상체로 구성되고, 상기 베이스 플레이트(110)에는 널링부(nuring)(111)가 형성되어, 상기 샤프트 서포트 브래킷(120) 및 상기 마운팅 브래킷(176)이 임의로 유동하거나 흔들리지 않도록 고정하며,
상기 가동질량체(150)는 2개로 구성되며, 그 2개의 가동질량체(150)가 서로 반대방향으로 회전할 수 있도록 구성되고, 상기 가동질량체(150)는 하부 가동질량체(152)와 상부 가동질량체(151)를 구비하되, 그 하부 가동질량체(152)의 상부 중심에는 상부 가동질량체(151)가 결합된 구조로 구성되며,
상기 서포트 브래킷(120)의 축 베어링(121)은 상기 샤프트(130)의 회전을 지지하고,
상기 샤프트(130)에는 상기 가동질량체 회전모터(160)의 설치를 위하여 마운팅 브래킷(140)이 설치되어, 상기 샤프트(130) 회전시, 상기 샤프트(130)와 함께 동일한 각도로 회전하도록 구성되며,
상기 가동질량체(150)는 상기 가동질량체 회전모터(160)의 회전축에 회전 가능하게 설치되며,
상기 피니언기어(171)에는 밸런스 웨이트(171a)가 설치되어 회전속도를 균일하게 하되,
선체에서 조타석 근처에 설치되어, 선박의 공간을 불필요하게 많이 차지하지 않아서 선박 내 공간 활용성을 높일 수 있으며, 그 설치 및 유지 관리가 용이하며, 승객의 동선을 방해하지 않고, 승객의 안전을 도모할 수 있으며, 승객의 동선을 방해하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 소형선박의 횡동요 저감시스템.It is installed on the ship, the lateral sway reduction device 100 having a rotating disk-shaped movable mass for reducing the lateral sway of the ship; A position detection sensor 200 for detecting the position of the movable mass; A horizontal swing detection sensor 300 that detects a horizontal swing of the hull; And a control unit 400 for controlling the driving of the lateral sway reduction device 100 based on a position signal and a lateral sway signal detected by the position detection sensor 200 and the lateral sway detection sensor 300. And
The lateral shaking reduction device 100,
Base plate 110; A pair of shaft support brackets 120 installed at regular intervals along the longitudinal direction of the hull on the upper surface of the base plate 110; A shaft 130 rotatably installed on the support bracket 120; A mounting bracket 140 installed on the shaft 130; A movable mass 150 which is rotatably installed on the mounting bracket 140, rotates to generate centrifugal force, and is installed to be reciprocally moved in both transverse directions of the hull; A movable mass rotation motor 160 installed on the mounting bracket 140 to rotate the movable mass 150; And a movable mass transverse reciprocating movement unit 170 for reciprocating the movable mass 150 in both transverse directions of the hull,
The movable mass transverse reciprocating movement unit 170,
A pinion gear 171 coupled to the shaft 130; A worm gear 172 meshed with the pinion gear 171 to transmit power; A driven pulley 173 formed under the worm gear and rotatably installed on the base plate; A drive motor 174 that generates power for rotating the worm gear 172; And a belt 175 connecting the driving motor 174 and the driven pulley 173 to transmit the power of the driving motor 174 to the worm gear 172, and
The driving motor 174 is supported by a mounting bracket 176, the mounting bracket 176 has a position adjustment slot (S) formed, and a bolt (B) is fastened to the slot (S),
The base plate 110 is composed of a plate-like body, and a knurling 111 is formed on the base plate 110, so that the shaft support bracket 120 and the mounting bracket 176 randomly flow or It is fixed so that it does not shake,
The movable mass 150 is composed of two, and the two movable masses 150 are configured to rotate in opposite directions, and the movable mass 150 includes a lower movable mass 152 and an upper movable mass ( 151, but the upper movable mass 151 is coupled to the upper center of the lower movable mass 152,
The shaft bearing 121 of the support bracket 120 supports the rotation of the shaft 130,
The shaft 130 is provided with a mounting bracket 140 to install the movable mass rotary motor 160, and is configured to rotate at the same angle with the shaft 130 when the shaft 130 rotates,
The movable mass 150 is rotatably installed on a rotation shaft of the movable mass rotary motor 160,
The pinion gear 171 is provided with a balance weight 171a to make the rotational speed uniform,
It is installed near the steering seat in the hull, so it does not take up a lot of space on the ship, so it can increase the space utilization in the ship, it is easy to install and maintain, it does not interfere with the movement of passengers, and protects the safety of passengers. It is possible to plan and, characterized in that it does not interfere with the movement of passengers, a system for reducing sideways movement of small ships.
A small ship equipped with the lateral shake reduction system of claim 1.
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